1. Вступ

1.1 Передумови та значення

З моменту свого запуску в 2015 році Ethereum швидко став основною силою в галузі криптовалют, займаючи ключову позицію в екосистемі блокчейну. Ethereum — це не просто криптовалюта, але, що важливіше, це публічна блокчейн-платформа з відкритим вихідним кодом і функціональністю смарт-контрактів, що надає розробникам потужне середовище для створення та розгортання децентралізованих додатків (DApps).

З ринкової точки зору власна криптовалюта Ether (ETH) Ethereum вже давно є однією з провідних криптовалют на ринку, що стоїть на другому місці після Bitcoin та є однією з основних криптографічних активів, які широко спостерігаються та торгуються глобальними інвесторами. Велика кількість коштів надходить на ринок Ethereum, де як інституційні, так і індивідуальні інвестори шукають інвестиційні можливості в екосистемі Ethereum. Її цінові коливання мають значний вплив на загальні тенденції на ринку криптовалют.

З погляду технологічних інновацій Ethereum вів уперед у сфері смарт-контрактів, що дозволило розробникам писати та розгортати автоматизований код контракту на блокчейні. Ця інновація значно розширює межі застосування технології блокчейну, виходячи за рамки простих цифрових валютних транзакцій на такі сфери, як фінанси, ланцюжок постачання, охорона здоров'я, геймінг та інше. Наприклад, у секторі децентралізованих фінансів (DeFi) різноманітні застосунки, побудовані на Ethereum, такі як кредитування, торгівля, страхування і т.д., процвітають, надаючи користувачам більше відкритих, прозорих та ефективних фінансових послуг, перетворюючи пейзаж традиційних фінансів. У секторі нефункціональних токенів (NFT) Ethereum також стала основною платформою для цифрування унікальних активів, таких як цифрові художні твори, колекціонні предмети та інше, що стимулює процвітання ринку цифрових активів.

Однак зі швидким розвитком і постійним розширенням екосистеми Ethereum питання безпеки стають все більш помітними. Інциденти безпеки, такі як уразливості смарт-контрактів, мережеві атаки, неправильне управління приватними ключами тощо, трапляються часто, завдаючи значних збитків інвесторам і розробникам. Наприклад, у 2016 році сумнозвісний інцидент The DAO, коли хакери скористалися вразливостями смарт-контрактів для успішної крадіжки Ether на суму понад 50 мільйонів доларів США, шокував усю блокчейн-індустрію. Це не тільки призвело до хардфорку Ethereum, але й викликало глибокі роздуми про безпеку смарт-контрактів. Подібних інцидентів багато, таких як уразливість мультипідпису гаманця Parity у 2017 році, що призвела до збитків у розмірі близько 150 мільйонів доларів США, а також атаки, що тривають на DeFi-проекти в останні роки, що вказує на серйозні проблеми, з якими стикається безпека Ethereum.

Тому дослідження безпеки Ethereum має надзвичайно практичне значення. Для інвесторів глибоке розуміння механізмів безпеки Ethereum і потенційних ризиків може допомогти їм приймати розумніші інвестиційні рішення, ефективно захищаючи безпеку своїх активів. Для розробників освоєння технологій безпеки та найкращих практик Ethereum може підвищити безпеку смарт-контрактів і децентралізованих додатків, знизити ризики вразливостей і атак, а також сприяти здоровому розвитку екосистеми Ethereum. З точки зору всієї екосистеми блокчейну, захист безпечної та стабільної роботи Ethereum допомагає зміцнити довіру людей до технології блокчейн, стимулювати застосування та популяризацію технології блокчейн у більшій кількості галузей, а також закласти основу для побудови більш справедливої, прозорої та ефективної системи цифрової економіки.

2. Огляд Ethereum

2.1 Історія розвитку Ethereum

Історія розвитку Ethereum сповнена інновацій та змін, що яскраво відображає безперервну еволюцію технології блокчейн. Його витоки можна простежити до 2013 року, коли Віталік Бутерін, якому на той момент було лише 19 років, опублікував технічний документ Ethereum, в якому детально описав бачення та концепції дизайну Ethereum. Віталік передбачив створення децентралізованої платформи на основі технології блокчейн, яка не тільки полегшує транзакції з криптовалютою, але й підтримує розробку та роботу різних децентралізованих додатків (DApps). Ця новаторська ідея заклала теоретичну основу для народження Ethereum.

У січні 2014 року Віталік активно просував Ethereum на Північноамериканській біткоін-конференції в Майамі, залучивши безліч однодумців. Спочатку була створена команда засновників Ethereum, що складається з Віталіка та 7 інших співзасновників. У тому ж році один із співзасновників, Гевін Вуд, запропонував концепцію Web3, ще більше збагативши екологічне бачення Ethereum і підкресливши автономний контроль користувачів над цифровою ідентифікацією та активами. У червні 2014 року Віталік вирішив створити Ethereum як некомерційну організацію, ініціювавши створення Ethereum Foundation. Фонд має на меті збирати ресурси від усіх сторін, сприяти будівництву інфраструктури Ethereum, фінансувати проєкти розвитку та надавати організаційну підтримку довгостроковому розвитку Ethereum.

24 липня 2014 року Ethereum запустив 42-денний передпродажний захід, який привернув широку увагу світових інвесторів. Величезний успіх пресейлу зібрав велику суму коштів для проекту Ethereum, забезпечивши міцну матеріальну основу для подальшого технічного розвитку та побудови мережі. 30 липня 2015 року відбулася знакова подія з випуском мережі Ethereum Frontier, що ознаменувала офіційну роботу блокчейну Ethereum. На цьому етапі Ethereum в основному був націлений на розробників блокчейну, при цьому учасники вузлів були залучені в мережу за допомогою майнінгу, а мережа підтримувала розгортання смарт-контрактів. Незважаючи на те, що початковий інтерфейс користувача був грубим, а операції потрібно було виконувати через командний рядок, він надав розробникам платформу для дослідження та практики, розпочавши шлях розробки Ethereum.

14 березня 2016 року Ethereum випустив мережу другого ступеня Homestead, яка стала першим хардфорком Ethereum і важливою віхою в його розвитку. Ця версія оптимізувала смарт-контракти, представила новий код для мови смарт-контрактів Solidity і випустила десктопний гаманець Mist, значно покращивши взаємодію з користувачем. Це дозволило звичайним користувачам зручніше тримати, торгувати ETH, писати, розгортати смарт-контракти та просувати Ethereum зі стадії розробника до ширшої бази користувачів.

18 червня 2016 року Ethereum зіткнувся з серйозною проблемою, коли проект DAO на платформі був зламаний. Хакер скористався вразливостями в смарт-контракті та успішно вкрав Ether на суму близько 100 мільйонів доларів США. Ця подія шокувала всю блокчейн-індустрію, викликавши широку увагу та обговорення. Щоб компенсувати втрати інвесторів, після інтенсивних дискусій всередині спільноти Ethereum більшість учасників вирішили провести хардфорк, змінити правила консенсусу, повернути вкрадені ETH у гаманцях та виправити вразливості. Однак цей хардфорк не отримав одностайного схвалення від усіх членів спільноти. Деякі учасники продовжували майнити та торгувати в оригінальному ланцюжку, що призвело до поділу Ethereum на два окремі блокчейни: ETH та Ethereum Classic (ETC).

У 2017 році Ethereum вступив у важливу стадію розвитку, і план апгрейду Metropolis почав реалізовуватися. План апгрейду багатий на зміст і розділений на два етапи: Візантія і Константинополь. У жовтні 2017 року модернізація Візантії була успішно завершена. Це оновлення дозволило провести операцію Revert, було сумісне з алгоритмом ZK-Snarks (Zero-Knowledge Proof), відклало бомбу складності на один рік і зменшило винагороду за блок з 5ETH до 3ETH. Ці вдосконалення підвищили безпеку та ефективність мережі Ethereum, заклавши основу для подальшого розвитку. Протягом 2017 року на ринку криптовалют спостерігався бум первинних пропозицій монет (ICO), і у великій кількості з'явилися ICO-проекти на платформі Ethereum. Велика кількість проєктів залучали кошти на Ethereum шляхом випуску токенів. Ця тенденція призвела до того, що ціна ETH різко зросла, досягнувши позначки в 1400 доларів. Ethereum та його екосистема успішно прорвалися, привернувши більше уваги інвесторів та розробників у всьому світі, ще більше зміцнивши свої позиції у сфері блокчейну.

28 лютого 2019 року стартувала хардфорк Константинополя, який включає загалом 5 оновлень протоколу: EIP 1234, EIP145, EIP 1014, EIP 1052 та EIP 1283. Ці протоколи оптимізують газові внески, зменшуючи витрати користувачів на транзакції; відкладають 'бомбу складності', надаючи Ethereum більше часу для переходу до механізму консенсусу доказу участі (PoS); покращують ефективність перевірки смарт-контрактів, зменшують винагороду за блок, вводять механізм консенсусу PoW+PoS, значно підвищуючи продуктивність та безпеку Ethereum.

В кінці 2019 року Ethereum розпочав свій шлях до версії 2.0, яка є всеосяжною та глибокою трансформацією, спрямованою на вирішення багатьох проблем, таких як масштабованість, безпека та споживання енергії, з якими зіткнулося сьогодні Ethereum. Планується, що Ethereum 2.0 буде запущений принаймні у трьох фазах: Фаза 0 була запущена в 2020 році з фокусом на запуск валідаторів на Beacon Chain, яка є зовсім новим PoS-блокчейном та основним компонентом Ethereum 2.0, закладаючи фундамент для подальших оновлень; Фази 1 та Фаза 2 будуть випущені у найближчі роки, завершуючи завдання запуску фрагментованих ланцюгів та запуску рівня виконання, покращуючи обробні здатності мережі Ethereum за допомогою технології фрагментування, досягаючи вищої пропускної здатності та зниження комісій за транзакції, тим самим відповідаючи зростаючим вимогам децентралізованих додатків.

У квітні 2021 року Ethereum пройшов оновлення Shanghai, спрямоване на підвищення ефективності мережі, зниження комісій за транзакції та подальше покращення користувацького досвіду. У 2023 році розвиток Ethereum продовжує розвиватися, і в майбутньому планується більше оновлень і вдосконалень, таких як очікуване оновлення Caary у четвертому кварталі, яке спрямоване на подальшу оптимізацію продуктивності мережі та впровадження нових функцій для адаптації до мінливих вимог ринку та технологічних тенденцій.

2.2 Технічна архітектура Ethereum

Технічна архітектура Ethereum - це основна підтримка для реалізації децентралізованих додатків та функцій смарт-контрактів, яка інтегрує різноманітні передові технологічні концепції та інноваційні дизайни, головним чином включаючи блокчейн, смарт-контракти, Віртуальна машина Ethereum (EVM) та механізми консенсусу і т.д., компоненти співпрацюють один з одним, щоб спільно забезпечити стабільну роботу та потужні функції платформи Ethereum.

Блокчейн – це базова технологія Ethereum, який є розподіленим реєстром, що складається з серії блоків даних, розташованих у хронологічному порядку. Кожен блок даних містить кілька записів транзакцій і хеш-значення попереднього блоку. Ця структура ланцюга надає блокчейну характеристики незмінності та відстежуваності. В Ethereum блокчейн не тільки записує інформацію про транзакції Ether, але й зберігає код і стан смарт-контрактів. Коли користувач ініціює транзакцію, інформація про транзакцію передається різним вузлам мережі Ethereum. Вузли перевіряють і підтверджують транзакцію за допомогою механізму консенсусу. Після підтвердження транзакції вона упаковується в новий блок і додається до блокчейну. Таким чином, Ethereum досягає децентралізованого запису та зберігання транзакцій, забезпечуючи безпеку та надійність даних.

Смарт-контракти є однією з основних інновацій Ethereum, які являють собою самовиконувані контракти, що зберігаються в блокчейні, що складаються з коду та даних. Код смарт-контрактів визначає правила та логіку контракту, а дані містять стан та змінні контракту. Смарт-контракти пишуться на мовах програмування, таких як Solidity, і розробники можуть писати різні складні логіки контрактів відповідно до конкретних потреб бізнесу. Наприклад, у програмах децентралізованих фінансів (DeFi) смарт-контракти можуть реалізовувати такі функції, як кредитування, торгівля та страхування; у сфері невзаємозамінних токенів (NFT) смарт-контракти можуть визначати правила володіння та транзакцій цифрових активів. Автоматично запускається виконання смарт-контрактів. При виконанні умов, встановлених у контракті, код контракту буде автоматично виконуватися на віртуальній машині Ethereum, без необхідності втручання третіх осіб, таким чином досягається автоматизація та довіра транзакцій.

Віртуальна машина Ethereum (EVM) – це середовище виконання смарт-контрактів. Це віртуальна машина на основі стека, яка забезпечує ізольований і безпечний простір виконання смарт-контрактів. EVM можна розуміти як програмне забезпечення, що працює на вузлі Ethereum, здатне інтерпретувати та виконувати байт-код смарт-контракту. Кожен вузол Ethereum містить EVM, і коли смарт-контракт розгортається в блокчейні, його байт-код зберігається в блокчейні. Коли контракт викликається, EVM зчитує байт-код контракту з блокчейну та виконує код контракту в порядку інструкцій. Конструкція EVM дозволяє смарт-контрактам працювати однаково на різних вузлах Ethereum, забезпечуючи послідовність і надійність виконання контрактів. Крім того, EVM надає низку механізмів безпеки, таких як керування пам'яттю та контроль дозволів, щоб запобігти зловмисним атакам і зловживанню ресурсами між смарт-контрактами.

Механізм консенсусу є ключовою технологією для забезпечення узгодженості даних між вузлами в мережі Ethereum. При розробці Ethereum були прийняті різні механізми консенсусу. У перші дні Ethereum використовував механізм консенсусу Proof of Work (PoW), згідно з яким майнери змагаються у вирішенні складних математичних завдань, щоб конкурувати за право створювати нові блоки. Тільки майнери, які успішно вирішать математичну задачу, можуть додати новий блок до блокчейну та отримати відповідні винагороди в Ether. Перевагою механізму PoW є його висока безпека та децентралізація, оскільки зловмисникам потрібна значна кількість обчислювальних ресурсів для атаки на мережу. Однак механізм PoW також має деякі очевидні недоліки, такі як високе споживання енергії та низька швидкість обробки транзакцій. Щоб вирішити ці проблеми, Ethereum поступово переходить на механізм консенсусу Proof of Stake (PoS). У механізмі PoS валідатори здійснюють стейкінг певної кількості Ether, щоб отримати право перевіряти транзакції та створювати нові блоки. Система вибирає валідаторів на основі таких факторів, як кількість Ether у стейкінгу та час утримання. У порівнянні з механізмом PoW, механізм PoS має менше енергоспоживання, вищу ефективність обробки транзакцій, зберігаючи при цьому високу безпеку та децентралізацію.

Крім вищезазначених основних компонентів, Ethereum також включає деякі інші важливі технічні модулі, такі як мережа P2P, управління обліковими записами та ключами, механізм Gas і т. Д. Мережа P2P використовується для здійснення зв'язку та передачі даних між вузлами Ethereum, забезпечуючи вчасний обмін інформацією про транзакції та блокові дані між вузлами. Управління обліковими записами та ключами відповідає за управління інформацією облікових записів користувачів та приватними ключами, забезпечуючи безпеку активів користувачів. Механізм Gas є механізмом оплати, розробленим Ethereum, щоб запобігти зловживанню та втраті ресурсів розумних контрактів. Користувачам потрібно сплатити певну кількість Gas при виконанні розумних контрактів або проведенні транзакцій, а ціна та споживання Gas залежать від складності операції.

3. Статус безпеки Ethereum

3.1 Основи криптографії Захист

Безпека Ethereum в значній мірі залежить від його міцного криптографічного фундаменту, головним чином включаючи ключові технології, такі як еліптична крива криптографія (ECC) та хеш-функції, які забезпечують основні гарантії безпеки для облікових записів та транзакцій Ethereum.

Криптографія з еліптичною кривою є важливою частиною криптографічної системи Ethereum, яка заснована на задачі дискретного логарифму еліптичної кривої, з високою безпекою та ефективністю. В Ethereum криптографія з еліптичною кривою в основному використовується для створення пар публічних-приватних ключів облікового запису. Закритий ключ користувача — це випадково згенероване 256-бітне число, яке за допомогою операції множення еліптичної кривої з фіксованою точкою генератора отримує відповідний відкритий ключ. Відкритим ключем називається точка на еліптичній кривій, представлена парою координат (x, y). Цей метод шифрування, заснований на еліптичних кривих, робить практично неможливим отримання закритого ключа з відкритого ключа, забезпечуючи безпеку облікових записів користувачів. Наприклад, коли користувач ініціює транзакцію Ethereum, інформація про транзакцію підписується приватним ключем, і одержувач може перевірити справжність підпису за допомогою відкритого ключа відправника, переконавшись, що транзакція дійсно ініційована користувачем, який володіє відповідним приватним ключем, і що вміст транзакції не був підроблений під час передачі.

Хеш-функції також відіграють вирішальну роль в Ethereum, причому Ethereum в основному використовує хеш-функцію Keccak-256. Хеш-функції мають такі характеристики, як детермінованість, односторонність і стійкість до зіткнень. В Ethereum хеш-функції широко застосовуються в різних аспектах. По-перше, у блочній структурі блокчейну кожен блок містить хеш-значення попереднього блоку. Завдяки цій структурі ланцюга забезпечується незмінність і простежуваність блокчейну. Після того, як вміст блоку підроблено, його хеш-значення змінюється, викликаючи невідповідності в хеш-значеннях, на які посилаються наступні блоки, тим самим ставлячи під загрозу узгодженість всього блокчейну і роблячи фальсифікацію легко виявленою. По-друге, хеш-функції використовуються для обчислення хеш-значення транзакцій, при цьому кожна транзакція має унікальне хеш-значення для ідентифікації. У смарт-контрактах хеш-функції також використовуються для перевірки цілісності та узгодженості коду контракту, гарантуючи, що контракт не був зловмисно змінений під час розгортання та виконання.

Крім того, Ethereum також використовує хеш-функції для генерації адрес облікових записів. Адреса облікового запису Ethereum обчислюється з публічного ключа за допомогою хеш-функції Keccak-256. Конкретний процес полягає в тому, щоб спочатку обчислити хеш від публічного ключа, а потім взяти останні 20 байтів значення хешу як адресу облікового запису. Цей метод робить адресу облікового запису унікальною та надійною, дозволяючи користувачам отримувати Ether та здійснювати операції через адресу облікового запису, не турбуючись про ризики безпеки під час підробки або фальсифікації адреси.

Підсумовуючи, шифрування еліптичної кривої та криптографічні технології, такі як хеш-функції, доповнюють один одного, утворюючи основу системи безпеки Ethereum. Вони відіграють вирішальну роль у забезпеченні безпеки облікових записів Ethereum, безпеки транзакцій, а також цілісності та незмінності даних блокчейну, дозволяючи Ethereum працювати безпечно та надійно в децентралізованому середовищі, надаючи користувачам високий рівень довіри.

3.2 Питання безпеки для механізму консенсусу

3.2.1 Особливості безпеки механізму PoW

Механізм доказу роботи (PoW) - це механізм згоди, прийнятий Ethereum у перші дні, який має унікальні характеристики та принципи забезпечення безпеки мережі Ethereum.

Основний принцип механізму PoW полягає в тому, щоб дозволити майнерам змагатися у вирішенні складних математичних завдань, щоб конкурувати за право створювати нові блоки. У мережі Ethereum кожен вузол може брати участь у майнінгу як майнер. Коли відбуваються нові транзакції, ці транзакції упаковуються в блок-кандидат, і майнерам потрібно виконати хеш-обчислення на цьому блоці-кандидаті. Мета обчислення хешу полягає в тому, щоб знайти хеш-значення, яке відповідає певним вимогам складності, які динамічно регулюються мережею Ethereum, щоб забезпечити середнє виробництво нового блоку кожні 15 секунд або близько того. Для того, щоб знайти необхідне хеш-значення, майнерам потрібно постійно пробувати різні випадкові числа та виконувати хеш-обчислення разом з іншими даними в блоці-кандидаті, доки не отримають хеш-значення, яке відповідає вимогам складності. Цей процес вимагає значної кількості обчислювальних ресурсів та енергії, оскільки обчислення хешу є абсолютно випадковим процесом, який не має ярликів, лише безперервні спроби знайти відповідь.

Однак механізм PoW має і деякі недоліки, найбільш очевидним з яких є величезне енергоспоживання. Оскільки майнінг вимагає великої кількості обчислювальних ресурсів та енергії, це не тільки створює певний тиск на навколишнє середовище, але й робить витрати на майнінг високими, обмежуючи участь більшої кількості вузлів. Крім того, швидкість обробки транзакцій механізму PoW відносно низька. З постійним збільшенням обсягу транзакцій у мережі Ethereum проблеми з перевантаженням мережі стають все більш серйозними, час підтвердження транзакцій стає довшим, що впливає на користувацький досвід. Ці проблеми спонукали Ethereum поступово перейти на механізм Proof of Stake (PoS).

3.2.2 Безпекові переваги та виклики механізму PoS

Механізм Proof of Stake (PoS) – це новий механізм консенсусу, який поступово впроваджується Ethereum для вирішення багатьох проблем механізму Proof of Work (PoW). Він має унікальні принципи та переваги у підвищенні безпеки та стабільності, але також стикається з деякими потенційними ризиками атак.

Основний принцип механізму PoS полягає у виборі валідаторів на основі частки, якою володіють вузли (тобто кількості Ether у стейкінгу), а не конкуренції за право вести рахунки за допомогою обчислювальної потужності, як у механізмі PoW. Відповідно до механізму PoS, користувачі можуть здійснювати стейкінг свого Ether у мережі Ethereum, щоб стати валідаторами. Система розрахує вагу стейкінгу кожного валідатора на основі таких факторів, як кількість Ether у стейкінгу та час утримання. Чим вища вага стейкінгу валідатора, тим більша ймовірність бути обраним для створення нових блоків і перевірки транзакцій. Коли валідатор вибирається для створення нового блоку, він повинен перевірити транзакції та упакувати перевірені транзакції в новий блок, доданий до блокчейну. Якщо валідатор працює чесно, перевіряє та упаковує транзакції правильно, він отримає певну кількість Ether як винагороду; якщо валідатор поводиться зловмисно, наприклад, навмисно перевіряє неправильні транзакції або намагається втрутитися в роботу блокчейну, його Ether у стейкінгу буде вирахувано як штраф.

Крім того, механізм PoS стикається з іншими викликами, такими як проблема централізації стейків. Якщо кілька вузлів утримують велику кількість Ether та стейкують її, вони можуть мати значний вплив на мережу, тим самим зменшуючи децентралізацію мережі. Для вирішення цієї проблеми спільнота Ethereum постійно досліджує та розробляє пропозиції щодо покращення, такі як впровадження технології шардінгу, розділ блокчейну на кілька шарів, кожен з яких перевіряється різними валідаторами, тим самим зменшуючи вплив одного вузла на всю мережу.

3.3 Статус безпеки смарт-контрактів

3.3.1 Аналіз Уразливостей Безпеки У Розумних Контрактах

Розумні контракти, один із основних застосувань Ethereum, безпосередньо впливають на стабільність екосистеми Ethereum та безпеку активів користувачів. Однак через складність розумних контрактів, складність написання коду та відносну новизну технології блокчейн, розумні контракти виявили багато вразливостей безпеки в практичних застосуваннях, деякі з яких призвели до серйозних інцидентів з безпекою та значних економічних втрат. Інцидент DAO є одним із найвідоміших інцидентів з безпекою розумних контрактів в історії Ethereum, і він суттєво вплинув на розвиток Ethereum.

DAO — це децентралізована автономна організація (DAO) на основі Ethereum, яка збирає кошти та керує ними за допомогою смарт-контрактів. Користувачі можуть інвестувати Ether у контракт DAO та отримувати відповідні токени DAO, які представляють інтереси користувача в DAO. Початковий задум дизайну смарт-контрактів DAO полягає в тому, щоб дозволити користувачам приймати рішення про напрямок інвестування фонду за допомогою голосування, досягаючи децентралізованого венчурного капіталу. Однак 17 червня 2016 року хакер виявив серйозну вразливість в смарт-контракті DAO. Скориставшись цією вразливістю, хакер успішно вкрав близько 3,6 мільйона Ether з контракту The DAO, який на той момент коштував понад 50 мільйонів USD.

Принцип атаки хакера в основному використовує уразливість повторного виклику в розумних контрактах. У розумному контракті The DAO, коли користувач просить вивести кошти, контракт спочатку відправляє кошти користувачу, а потім оновлює баланс користувача. Хакер створює зловісний контракт, використовуючи механізм зворотнього виклику в контракті. Протягом вікна між тим, як контракт відправляє кошти користувачу, і ще не оновив баланс, хакер знову викликає функцію виведення, досягаючи мети кількох виведень коштів. Зокрема, зловісний контракт, створений хакером, містить функцію зворотнього виклику. Коли контракт The DAO надсилає кошти зловісному контракту, він викликає цю функцію зворотнього виклику, яка безпосередньо знову викликає функцію виведення контракту The DAO. Оскільки контракт DAO на той момент ще не оновив баланс користувача, він знову надсилає кошти зловісному контракту. Цей цикл продовжується, дозволяючи хакеру нескінченно виводити кошти з контракту The DAO.

Подія The DAO не лише призвела до величезних економічних втрат для інвесторів, але й викликала глибоке обдумування у громаді Ethereum щодо безпеки смарт-контрактів. Ця подія виявила багато проблем у процесі розробки та кодування смарт-контрактів, таких як логічні прогалини в коді, недостатня увага до ризиків зовнішніх викликів та відсутність ретельних аудитів безпеки. Щоб відновити збитки інвесторів, після інтенсивних обговорень громада Ethereum врешті-решт вирішила здійснити хардфорк для повернення вкраденого ефіру від хакерів та усунення вразливостей у смарт-контрактах. Однак цей хардфорк також призвів до поділу в громаді Ethereum, оскільки деякі люди вважали, що хардфорк порушив принцип незмінності блокчейну. Вони вибрали залишитися на оригінальному ланцюжку, утворивши Ethereum Classic (ETC).

Окрім інциденту з DAO, було багато інших інцидентів безпеки смарт-контрактів, таких як уразливість мультипідпису гаманця Parity 2017 року, яка призвела до втрати близько 150 мільйонів доларів. В інциденті з гаманцем Parity, через те, що функція в контракті з мультипідписом була неправильно встановлена як загальнодоступна, хакери скористалися цією вразливістю для переказу коштів з гаманця Parity на власний рахунок. Ці інциденти безпеки демонструють, що проблеми безпеки смарт-контрактів не можна ігнорувати, оскільки навіть невелика вразливість може бути використана хакерами, що призведе до значних економічних втрат і кризи довіри.

3.3.2 Перевірка безпеки та верифікація розумних контрактів

Для того, щоб вирішити все більш серйозні проблеми безпеки смарт-контрактів і забезпечити стабільність екосистеми Ethereum і безпеку активів користувачів, аудит безпеки та перевірка смарт-контрактів стали вирішальними. Формальні інструменти перевірки та сторонні аудиторські фірми відіграють незамінну роль у цьому процесі.

Інструменти формальної верифікації – це різновид технології верифікації смарт-контрактів, заснована на математичних методах. Він перетворює код смарт-контрактів на математичні моделі, а потім використовує суворі математичні міркування та доведення, щоб перевірити, чи відповідають контракти певним властивостям безпеки та функціональним вимогам. Основна ідея формальної верифікації полягає у використанні формальних мов для опису поведінки та властивостей смарт-контрактів. Точно аналізуючи та обґрунтовуючи ці описи, він забезпечує правильність та безпеку контрактів у різних сценаріях. Наприклад, використовуючи доведення теорем, перевірки моделей та інші інструменти для аналізу коду смарт-контрактів, він перевіряє наявність поширених проблем безпеки, таких як помилки повторного входу, переповнення цілих чисел і неналежний контроль дозволів. Перевагою формальної верифікації є її здатність забезпечувати високу точність і надійність, виявляючи потенційні вразливості та логічні помилки, які традиційні методи тестування можуть не помічати. Однак формальна верифікація також має певні обмеження. Для його використання потрібні високі технічні знання, спеціальні знання та навички. Процес верифікації часто складний і трудомісткий. Для великомасштабних проектів смарт-контрактів це може вимагати значних обчислювальних ресурсів і часу.

Сторонні аудиторські фірми також відіграють важливу роль у забезпеченні безпеки смарт-контрактів. Ці професійні аудиторські фірми мають багатий досвід і професійні команди безпеки, здатні проводити всебічний і глибокий аудит смарт-контрактів. Зазвичай вони використовують різноманітні методи та інструменти, поєднуючи ручний перегляд та автоматизований аналіз для проведення детальних перевірок коду смарт-контрактів. У процесі аудиту аудитори ретельно вивчають логіку, функціональність, механізми безпеки та інші аспекти смарт-контрактів, щоб виявити потенційні вразливості та ризики. Наприклад, вони перевіряють, чи обґрунтований контроль за дозволами, передбачений договором, чи немає несанкціонованого доступу; чи існують ризики цілочисельного переповнення або недоливу при математичних операціях в рамках контракту; чи безпечна обробка зовнішніх викликів у контракті, чи є вразливості до атак повторного входу тощо. Сторонні аудиторські фірми також надають детальні звіти та рекомендації на основі результатів аудиту, допомагаючи розробникам своєчасно виявляти та усувати проблеми безпеки в смарт-контрактах. Деякі відомі сторонні аудиторські фірми, такі як OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, тощо, мають високу репутацію та вплив у блокчейн-індустрії, а їхні аудиторські послуги були визнані та прийняті численними проектами.

Крім інструментів формальної верифікації та аудиторських фірм, розробники смарт-контрактів також повинні вжити ряд заходів забезпечення безпеки контрактів. По-перше, розробники повинні дотримуватися стандартів безпеки кодування та писати високоякісний, безпечний код. Наприклад, уникайте використання небезпечних функцій та операцій, розробляйте логіку та структуру контракту розумно та забезпечуйте зрозумілість та підтримку коду. По-друге, розробники повинні провести ретельне тестування, включаючи модульне тестування, інтеграційне тестування, тестування випадкових даних тощо, щоб виявити й виправити потенційні вразливості за допомогою різних методів тестування. Крім того, розробники можуть посилатися на деякі зрілі шаблони та бібліотеки смарт-контрактів, які зазвичай проходять ретельний перегляд з точки зору безпеки та тестування, забезпечуючи певний рівень гарантії безпеки.

Загалом, аудит та верифікація безпеки розумних контрактів - це комплексне завдання, яке потребує формальних засобів верифікації, інституцій зовнішнього аудиту та спільних зусиль розробників. Шляхом поєднання різних засобів можливо ефективно підвищити безпеку розумних контрактів, зменшити ризики безпеки та забезпечити здоровий розвиток екосистеми Ethereum.

4. Загрози для безпеки ETH

4.1 Загроза зовнішнього нападу

4.1.1 Методи та випадки атак хакерів

Як важлива платформа в галузі блокчейну, Ethereum привернув увагу багатьох хакерів, які використовують різні складні методи атак для отримання прибутку, приносячи значні ризики безпеці екосистеми Ethereum. Атака повторного входу – це поширена і дуже руйнівна техніка злому, заснована на вразливостях в механізмі виконання смарт-контрактів. У смарт-контрактах Ethereum, коли контракт викликає зовнішню функцію, потік виконання тимчасово зміщується на зовнішню функцію, а потім повертається до початкового контракту після завершення. Атаки повторного входу використовують цю функцію, коли зловмисники ретельно створюють шкідливий код для повторного виклику відповідних функцій контракту в проміжку між викликом зовнішньої функції та завершенням оновлень стану, дозволяючи багаторазово повторювати певні операції для крадіжки коштів або порушення нормальної роботи контракту.

4.1.2 Ризики шкідливого програмного забезпечення та фішингу

Віруси та фішинг - це ще одна серйозна загроза безпеці користувачів Ethereum, які розумно крадуть особисті ключі користувачів та іншу важливу інформацію, що становить серйозні ризики для безпеки активів користувачів. Вірус - це тип програмного забезпечення, спеціально розроблений для крадіжки інформації користувача, перешкодження системам або здійснення інших зловісних дій. У екосистемі Ethereum віруси часто видають себе за законне програмне забезпечення або додатки, спонукаючи користувачів до його завантаження та встановлення. Після встановлення вірус працює на пристрої користувача, тихо записуючи натискання клавіш, роблячи знімки екрану, моніторячи мережеві комунікації та намагаючись отримати особистий ключ Ethereum користувача.

Шкідливе програмне забезпечення та фішингові атаки становлять серйозну загрозу безпеці активів користувачів Ethereum. Щоб запобігти цим атакам, користувачі повинні залишатися пильними та підвищувати свою обізнаність про безпеку. Користувачі повинні завантажувати програмне забезпечення та програми, пов'язані з Ethereum, лише з офіційних і надійних джерел, уникаючи завантаження та встановлення програмного забезпечення з невідомих джерел. Використовуючи гаманець Ethereum, забезпечте безпеку пристрою, встановіть надійне антивірусне програмне забезпечення та брандмауери, а також регулярно оновлюйте виправлення безпеки системи та програмного забезпечення. У той же час користувачі повинні навчитися розпізнавати фішингові атаки, не переходити за посиланнями з незнайомих джерел і уникати введення особистої конфіденційної інформації на ненадійних веб-сайтах. Якщо ви отримуєте підозрілі електронні листи або повідомлення, негайно перевірте їх у відповідних установах, щоб переконатися в достовірності інформації.

4.2 Ризики внутрішнього механізму

4.2.1 Дизайнерські недоліки в смарт-контрактах

Розумні контракти, як основний компонент Ethereum, безпосередньо впливають на стабільність екосистеми Ethereum та безпеку активів користувачів. Однак через складність розумних контрактів та різноманітні фактори у процесі розробки можуть виникати різні дефекти у дизайні розумних контрактів, якими можуть скористатися хакери, що призводить до серйозних проблем з безпекою. Логічні помилки є однією з поширених проблем у дизайні розумних контрактів. Під час процесу розробки розумних контрактів розробники повинні писати складну логіку коду відповідно до конкретних бізнес-вимог для реалізації різних функцій контракту. Однак через людські помилки або недостатнє розуміння бізнес-логіки можуть виникати логічні помилки в коді контракту. Ці логічні помилки можуть проявлятися у вигляді неправильних умовних суджень, неправильних керувань циклами або нерозумних конструкцій машини станів.

4.2.2 Потенційні ризики механізмів консенсусу

Ethereum поступово переходить від механізму підтвердження роботи (PoW) до механізму підтвердження ставки (PoS). Незважаючи на значний прогрес у покращенні ефективності та зменшенні споживання енергії, механізм PoS також приносить певні потенційні ризики, які становлять певні загрози для безпеки та децентралізації мережі Ethereum. За механізмом PoS валідатори віддають певну кількість Ефіру, щоб отримати право підтверджувати транзакції та створювати нові блоки. Система вибирає валідаторів на основі таких факторів, як кількість відданого Ефіру та тривалість утримання. Цей механізм значно впливає на розподіл ставок на безпеці та децентралізації мережі. Якщо велика кількість ставки сконцентрована в руках кількох валідаторів, можуть виникнути проблеми централізації.

Централізація власного капіталу може призвести до зниження децентралізації мережі, оскільки кілька валідаторів мають значний вплив і можуть домінувати в рішеннях і операціях мережі. Це суперечить концепції децентралізації, яку дотримується Ethereum, і може викликати занепокоєння щодо справедливості та безпеки мережі серед користувачів. Централізація власного капіталу також підвищує ризик мережевих атак. Якщо зловмисник може контролювати велику кількість капіталу, він може запустити атаки, такі як подвійні витрати або фальсифікація даних блокчейну. Хоча в механізмі PoS зловмисникам потрібно зробити ставку на велику кількість Ether, збільшуючи вартість атаки, після успіху винагорода, яку вони можуть отримати, може бути значною, що все ще може залучити деяких злочинців до спроб атак.

На додаток до питання централізації акціонерного капіталу, механізм PoS також стикається з «проблемою нічого на кону». Згідно з механізмом PoS, прибуток валідаторів в основному надходить від стейкінгу Ether і перевірки комісій за транзакції, без прямого інтересу до безпеки та стабільності мережі. Це може призвести до того, що валідатори одночасно перевірятимуть кілька форків, стикаючись із різними форками блокчейну, з власних інтересів, оскільки вони не зазнають збитків незалежно від того, який форк стане основним ланцюгом, і навіть можуть отримати більше винагороди. Така поведінка може призвести до численних форків блокчейну, що порушить його послідовність і стабільність, що серйозно вплине на нормальну роботу мережі.

Щоб усунути ці потенційні ризики, спільнота Ethereum постійно вивчає та досліджує заходи щодо вдосконалення. Наприклад, впровадження технології шардів, поділ блокчейну на кілька шардів, кожен з яких валідується різними валідаторами, щоб зменшити вплив одного валідатора на всю мережу та зменшити ризик централізації; прийняття більш суворих механізмів покарання для суворого покарання валідаторів, які перевіряють кілька форків одночасно, щоб зменшити виникнення проблеми «нічого на кону». Крім того, необхідне подальше доопрацювання дизайну механізму PoS, оптимізація алгоритмів розподілу частки та вибору валідаторів для підвищення мережевої безпеки та децентралізації.

5. Заходи безпеки Ethereum

5.1 Технічні заходи захисту

5.1.1 Посилення алгоритмів шифрування

Ethereum завжди розглядав удосконалення криптографічних алгоритмів як ключовий захід для підвищення безпеки, постійно досліджуючи та впроваджуючи інновації в галузі криптографії, щоб впоратися з дедалі складнішими загрозами безпеці. Зі швидким розвитком технології блокчейн і постійним розширенням сценаріїв застосування традиційні криптографічні алгоритми стикаються з дедалі більшими проблемами, такими як потенційна загроза технології квантових обчислень. Квантові комп'ютери мають потужні обчислювальні можливості і теоретично можуть зламати існуючі алгоритми шифрування, засновані на математичних проблемах, створюючи потенційний ризик для безпеки Ethereum. У відповідь на цей виклик Ethereum активно досліджує та досліджує постквантову криптографію (PQC). Постквантова криптографія спрямована на розробку нових алгоритмів шифрування, які можуть протистояти атакам квантових комп'ютерів. Ці алгоритми засновані на різних математичних принципах, таких як криптографія на основі решітки, криптографія на основі хешу, багатовимірна криптографія тощо, і можуть підтримувати безпеку в середовищі квантових обчислень. Дослідники та розробники спільноти Ethereum уважно стежать за розвитком постквантової криптографії, оцінюють її застосовність та доцільність в Ethereum та готуються до можливих оновлень алгоритмів у майбутньому.

Щодо хеш-функцій, Ethereum також постійно оптимізується. Хеш-функції є основною складовою частиною технології блокчейну, використовуються для забезпечення цілісності даних та стійкості до втручання. Ethereum наразі в основному використовує хеш-функцію Keccak-256, яка має хорошу безпеку та продуктивність. Однак, з розвитком технологій, вимоги до безпеки хеш-функцій також постійно зростають. Дослідницька команда Ethereum продовжує проводити глибокий аналіз та вдосконалення Keccak-256, щоб забезпечити стабільну безпеку перед різноманітними методами атак. У той же час вони також звертають увагу на нові дослідницькі результати щодо хеш-функцій, досліджуючи, чи є кращі хеш-функції, які можна застосувати в Ethereum для подальшого підвищення безпеки та ефективності блокчейну.

Крім того, Ethereum також фокусується на деталях реалізації алгоритмів шифрування та усуненні вразливостей безпеки. У практичних застосуваннях, навіть якщо алгоритми шифрування з хорошими показниками безпеки, якщо в процесі реалізації є вразливості, зловмисники можуть ними скористатися. Розробники Ethereum дотримуються суворих стандартів кодування безпеки, проводять прискіпливі перевірки та тестування коду реалізації алгоритмів шифрування, щоб переконатися в правильності та безпеці коду. Як тільки будуть виявлені вразливості безпеки при реалізації алгоритмів шифрування, спільнота Ethereum оперативно відреагує, своєчасно випустить виправлення безпеки, виправить вразливості та забезпечить безпечну роботу мережі Ethereum.

5.1.2 Дизайн безпеки та огляд смарт-контрактів

Безпечний дизайн та огляд смарт-контрактів є основними ланками для забезпечення безпеки екосистеми Ethereum, безпосередньо пов'язаної з безпекою активів користувачів та стабільністю всієї екосистеми. У процесі розробки смарт-контрактів важливо дотримуватися суворих стандартів безпеки. Розробники повинні дотримуватися принципів лаконічного та зрозумілого програмування, уникати написання надто складної логіки коду, оскільки складний код часто більш схильний до приховування вразливостей і важко піддається ефективному аудиту та тестуванню. Наприклад, маючи справу зі складною бізнес-логікою, розробники повинні розбити її на кілька простих функцій і модулів, причому кожен модуль зосереджений на реалізації однієї функції. Це не тільки полегшує обслуговування та налагодження коду, але й допомагає знизити ризики безпеки.

Впровадження ефективного механізму контролю дозволів - ключовий аспект безпечного дизайну розумного контракту. Шляхом налагодження модифікаторів доступу, таких як public, private та internal, можна точно контролювати доступ різних користувачів до функцій та даних у контракті. Тільки авторизовані користувачі можуть виконувати певні операції, тим самим запобігаючи несанкціонованому доступу та зловживанням. Наприклад, у розумному контракті, що стосується управління коштами, лише власник контракту або авторизовані адміністратори можуть знімати кошти та змінювати важливі параметри, тоді як звичайні користувачі можуть лише виконувати операції запиту, ефективно захищаючи безпеку коштів.

Строга перевірка даних та перевірка введення є також важливими аспектами безпечного проектування розумних контрактів. Для вхідних даних, наданих користувачами, розумні контракти повинні пройти комплексну перевірку, щоб забезпечити, що вони відповідають очікуваному формату та вимогам. Це включає перевірку типів даних, довжин, діапазонів та обробку спеціальних випадків, таких як нульові значення, нульові значення та виняткові значення. Завдяки ефективній перевірці даних атаки можуть бути уникнуті від зловживання вразливостями розумних контрактів за допомогою зловживання введенням, таких як переповнення цілих чисел, атаки на переповнення буфера. Наприклад, при обробці обсягу введених користувачем даних розумні контракти повинні перевірити, чи є введення позитивним цілим числом та не перевищує заданого максимального значення, щоб уникнути фінансових втрат через помилки введення або зловмисне введення.

Регулярні аудити безпеки смарт-контрактів є важливим засобом виявлення та усунення потенційних вразливостей. Аудит безпеки може проводитися за допомогою різних методів, включаючи статичний аналіз коду, динамічне символьне виконання та формальну верифікацію. Статичний аналіз коду передбачає перевірку синтаксису, структури та семантики коду для виявлення потенційних вразливостей безпеки, таких як неініціалізовані змінні, нескінченні цикли та інші проблеми. Динамічне символьне виконання передбачає виконання коду смарт-контракту та тестування коду в різних умовах для виявлення потенційних вразливостей, таких як атаки повторного входу та неналежний контроль дозволів. Формальна верифікація — це метод верифікації, заснований на математичних методах, який передбачає перетворення коду смарт-контракту в математичні моделі, а потім використання строгих математичних міркувань і доведень для перевірки того, чи задовольняє контракт конкретним властивостям безпеки та функціональним вимогам. Він може забезпечити високий рівень точності та надійності, але вимагає високої технічної майстерності, а процес верифікації зазвичай складний і трудомісткий.

На додаток до перерахованих вище методів, в перевірці безпеки смарт-контрактів також можуть допомогти професійні сторонні аудиторські фірми. Ці фірми мають багатий досвід і професійні команди безпеки, здатні проводити всебічні та глибокі аудити смарт-контрактів. Вони об'єднають інструменти ручного перегляду та автоматизованого аналізу для проведення детальних перевірок коду смарт-контрактів, виявлення потенційних вразливостей та ризиків, а також надання детальних аудиторських звітів та рекомендацій щодо покращення. Деякі відомі сторонні аудиторські фірми, такі як OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, мають високу репутацію та вплив у блокчейн-індустрії, і багато проєктів Ethereum вибирають ці фірми для аудиту безпеки перед розгортанням смарт-контрактів для забезпечення безпеки контрактів.

5.2 Рекомендації з безпеки на рівні користувача

5.2.1 Вибір та використання безпеки гаманця

У екосистемі Ethereum гаманці є важливими інструментами для користувачів для зберігання та управління активами Ether, а безпека вибору та використання гаманця безпосередньо пов'язана із безпекою активів користувача. Гаманці Ethereum головним чином поділяються на гарячі та холодні гаманці, кожен з них має свої власні характеристики щодо безпеки та зручності. Користувачі повинні здійснювати розумний вибір на основі власних потреб та рівня ризику.

Гарячий гаманець – це онлайн-гаманець, для використання якого потрібне підключення до Інтернету. До його переваг можна віднести зручність і можливість для користувачів проводити транзакції в будь-який час і в будь-якому місці. Поширені гарячі гаманці включають MetaMask, MyEtherWallet тощо, які зазвичай мають форму плагінів для браузера або мобільних додатків. Користувачі можуть безпосередньо отримувати доступ до своїх облікових записів Ethereum і керувати ними в браузерах або на мобільних телефонах. Безпека гарячого гаманця в основному залежить від безпеки пристрою та звичок користувача. Щоб забезпечити безпеку гарячого гаманця, користувачі повинні завантажувати програми гаманців з офіційних і надійних джерел, уникати завантаження з ненадійних веб-сайтів або джерел, щоб запобігти шкідливому програмному забезпеченню або фішинговим гаманцям. При використанні гарячого гаманця користувачі повинні захищати свої пристрої, встановлювати надійне антивірусне програмне забезпечення та брандмауери, регулярно оновлювати патчі безпеки системи та програмного забезпечення, щоб запобігти хакерським атакам. Крім того, вирішальне значення має встановлення надійного пароля, який повинен включати великі та малі літери, цифри та спеціальні символи, містити принаймні 8 символів і уникати використання паролів, які легко вгадати, як-от дні народження чи номери телефонів. Крім того, для підвищення безпеки облікового запису рекомендується ввімкнути двофакторну автентифікацію, таку як SMS-коди перевірки, Google Authenticator тощо, щоб навіть якщо пароль буде скомпрометовано, хакери не зможуть легко отримати доступ до облікового запису користувача.

Холодний гаманець - це офлайн-гаманець для зберігання, який не підключений до мережі, що значно знижує ризик злому та забезпечує високу безпеку. Поширені типи холодних гаманців включають апаратні гаманці (такі як Ledger Nano S, Trezor тощо) та паперові гаманці. Апаратний гаманець — це апаратний пристрій, спеціально розроблений для зберігання криптовалют, зберігання приватного ключа на апаратному пристрої та вимагає підтвердження на пристрої для підписання транзакцій. Навіть коли пристрій підключено до мережі, приватний ключ не розкривається. Паперовий гаманець друкує приватний ключ і публічний ключ на папері, які користувачі повинні надійно зберігати, щоб уникнути втрати або витоку. Використовуючи холодний гаманець, користувачі повинні забезпечити надійне зберігання пристрою гаманця або паперу, щоб запобігти втраті, пошкодженню або крадіжці. Для апаратних гаманців важливо встановити надійний пароль і регулярно створювати резервні копії мнемонічної фрази гаманця, оскільки мнемонічна фраза має вирішальне значення для відновлення гаманця. У разі втрати активи в гаманці не можна буде повернути. Що стосується паперових гаманців, їх слід зберігати в надійному місці, щоб запобігти несанкціонованому доступу.

Незалежно від того, вибираєте ви гарячий гаманець або холодний гаманець, користувачі повинні звернути увагу на захист своїх приватних ключів і мнемотехніки під час використання. Приватний ключ – це унікальні облікові дані для доступу до облікових записів Ethereum. Після витоку інші можуть вільно переказувати активи в гаманці користувача. Мнемоніка є ще однією формою вираження закритих ключів і не менш важлива. Користувачам слід уникати введення приватних ключів та мнемоніки в небезпечних середовищах, таких як публічні мережі, ненадійні пристрої тощо. Крім того, не розголошуйте приватні ключі та мнемоніку іншим особам, навіть якщо вони стверджують, що є офіційною службою підтримки клієнтів Ethereum або іншими довіреними особами. Офіційний представник Ethereum жодним чином не запитуватиме приватні ключі та мнемоніку користувачів. Якщо вам потрібно створити резервну копію приватних ключів або мнемоніки, рекомендується використовувати автономні методи резервного копіювання, такі як написання мнемоніки на папері, зберігання їх у надійному місці, уникнення електронних документів або хмарного сховища для резервного копіювання, щоб запобігти злому.

5.2.2 Методи запобігання фішингу та шкідливому ПЗ

У процесі використання Ethereum користувачі стикаються з серйозними загрозами з боку фішингових атак і шкідливого програмного забезпечення, що може призвести до витоку важливої інформації, такої як приватні ключі користувачів і мнемоніка, що призведе до втрати активів. Тому дуже важливо мати ефективний підхід до профілактики. Виявлення фішингових атак вимагає високого рівня пильності та ретельної перевірки різних джерел інформації. Фішингові атаки часто здійснюються, серед іншого, шляхом надсилання підроблених електронних листів, текстових повідомлень, повідомлень у соціальних мережах або створення підроблених веб-сайтів. Ці фальшиві повідомлення часто маскуються під довірені організації, такі як офіційні установи Ethereum, відомі біржі та постачальники послуг гаманців, щоб привернути увагу користувачів. Наприклад, фішингові електронні листи можуть спонукати користувачів перейти за посиланням із спокусливим вмістом, наприклад, «У вашому обліковому записі Ethereum виникла проблема з безпекою, будь ласка, натисніть на посилання, щоб підтвердити його зараз», «Вітаємо з виграшем винагороди Ethereum, будь ласка, натисніть на посилання, щоб отримати її». Як тільки користувачі натискають на ці фішингові посилання, вони перенаправляються на підроблений веб-сайт, який дуже схожий на справжній. Цей підроблений веб-сайт імітує інтерфейс і функціональність справжнього веб-сайту та просить користувачів ввести конфіденційну інформацію, таку як приватні ключі Ethereum, початкові фрази, паролі тощо. Після того, як користувач вводить цю інформацію без його відома, хакер може отримати цю інформацію, а потім взяти під контроль обліковий запис користувача Ethereum і вкрасти активи користувача.

Щоб запобігти фішинговим атакам, користувачам потрібно навчитися спочатку визначати фішингові посилання. Фішингові посилання зазвичай мають деякі характеристики, такі як помилково написані доменні імена, використання схожих, але відмінних доменів від офіційних веб-сайтів та дивні параметри в посиланні. Наприклад, домен офіційного веб-сайту Ethereum - ethereum.orgОднак фішингові веб-сайти можуть використовувати ethereum.com“ або “ethereum-org.comДоменні імена, такі як «等类似的域名», використовуються для того, щоб заплутати користувачів. Перш ніж натискати на будь-які посилання, користувачі повинні ретельно перевірити доменне ім'я, щоб переконатися, що воно відповідає офіційному веб-сайту. Якщо ви не впевнені в автентичності посилання, користувачі можуть перевірити відповідну інформацію через офіційні канали, такі як офіційний веб-сайт Ethereum, облікові записи в соціальних мережах тощо, щоб підтвердити, чи є якісь пов'язані сповіщення чи оголошення. Крім того, користувачам не слід довіряти інформації з невідомих джерел, особливо інформації, пов'язаній з коштами, безпекою облікового запису та іншим важливим контентом. Якщо ви отримуєте підозрілі електронні листи або повідомлення, не переходьте за посиланнями та не відповідайте на інформацію, натомість негайно позначте її як спам або видаліть.

Запобігання шкідливому програмному забезпеченню також є важливою частиною забезпечення безпеки Ethereum. Зловмисне програмне забезпечення – це тип програмного забезпечення, розроблене спеціально для викрадення інформації користувача, порушення роботи систем або інших зловмисних дій. В екосистемі Ethereum шкідливе програмне забезпечення часто маскується під законне програмне забезпечення або програми, спонукаючи користувачів завантажити та встановити його. Після того, як користувач встановлює шкідливе програмне забезпечення, воно запускається на пристрої користувача, непомітно записуючи натискання клавіш користувача, роблячи скріншоти, відстежуючи мережеві комунікації та намагаючись отримати приватні ключі користувача Ethereum. Щоб запобігти завантаженню зловмисного програмного забезпечення, користувачі повинні завантажувати програмне забезпечення та програми, пов'язані з Ethereum, лише з офіційних і надійних джерел. Наприклад, завантажуючи гаманець Ethereum, його слід завантажити з офіційного веб-сайту гаманця або авторитетних магазинів додатків, уникаючи завантажень із ненадійних веб-сайтів або форумів. Перш ніж завантажувати програмне забезпечення, перевірте інформацію про розробника, оцінки користувачів тощо, щоб переконатися в надійності програмного забезпечення. Крім того, користувачі повинні встановлювати надійне антивірусне програмне забезпечення та брандмауери, а також регулярно оновлювати вірусні бази даних та виправлення безпеки системи. Антивірусне програмне забезпечення здатне стежити за роботою пристрою в режимі реального часу, виявляти і видаляти шкідливе програмне забезпечення; Брандмауери можуть блокувати несанкціонований доступ до мережі, захищаючи мережеву безпеку пристрою. Крім того, при використанні гаманця Ethereum користувачі повинні звертати увагу на фізичну безпеку свого пристрою, щоб уникнути втрати або крадіжки. Якщо пристрій втрачено, слід негайно вжити заходів, таких як призупинення облікового запису або зміна паролів, щоб запобігти крадіжці активів.

5.3 Гарантія на рівні спільноти та екосистеми

5.3.1 Програма спільного нагляду та Програма вразливостей

Спільнота Ethereum відіграє вирішальну роль у забезпеченні безпеки Ethereum, а нагляд спільноти та програми винагороди за виявлення помилок є важливими заходами. Ethereum має велику та активну спільноту розробників, спільноту дослідників безпеки та спільноту звичайних користувачів, учасники якої розподілені по всьому світу. Вони захоплені розвитком Ethereum і беруть активну участь у підтримці безпеки Ethereum. Члени спільноти уважно стежать за роботою мережі Ethereum через різні канали, оперативно виявляючи потенційні проблеми безпеки та вразливості. Після виявлення аномалій вони швидко обговорюють та обмінюються інформацією всередині спільноти, ділячись своїми висновками та ідеями. Наприклад, коли учасники спільноти виявляють аномальну поведінку транзакцій або потенційні вразливості в смарт-контракті, вони публікують відповідну інформацію на таких платформах, як форум спільноти Ethereum і групи в соціальних мережах, щоб привернути увагу інших учасників. Інші учасники аналізуватимуть і перевірятимуть цю інформацію, колективно обговорюючи серйозність проблеми та можливі шляхи її вирішення. За допомогою цього механізму нагляду спільноти можна швидко виявити та усунути багато потенційних ризиків безпеки, забезпечуючи стабільну роботу мережі Ethereum.

5.3.2 Співпраця з промисловістю та розробка стандартів безпеки

На тлі стрімкого розвитку блокчейн-індустрії Ethereum активно співпрацює з іншими проектами для вирішення проблем безпеки та прагне встановити єдині стандарти безпеки для підвищення загального рівня безпеки блокчейн-екосистеми. Оскільки застосування технології блокчейн продовжує розширюватися, взаємодії між різними блокчейн-проектами стають все більш частими, такими як крос-чейн транзакції, багатоланцюгові програми тощо. Така взаємодія створює нові ризики для безпеки, з якими окремим проектам важко впоратися самотужки. Тому Ethereum співпрацює з іншими блокчейн-проектами для спільного дослідження та вирішення питань безпеки. Наприклад, з точки зору крос-чейн зв'язку, Ethereum співпрацює з деякими відомими крос-чейн проектами для вивчення безпечних і надійних крос-чейн технічних рішень, забезпечуючи безпеку передачі активів і обміну інформацією між різними блокчейнами. Завдяки співпраці сторони можуть обмінюватися технологіями та досвідом безпеки для колективного протистояння складним загрозам безпеці та покращення можливостей стійкості до ризиків усієї екосистеми блокчейну.

6. Тенденції розвитку безпеки Ethereum

6.1 Вплив технічних оновлень на безпеку

6.1.1 Покращення безпеки для Ethereum 2.0

Оновлення Ethereum 2.0 є важливою віхою в розвитку Ethereum. Його покращення безпеки охоплюють кілька ключових областей, забезпечуючи надійну гарантію надійного розвитку екосистеми Ethereum. Технологія шардингу – це основна інновація, впроваджена в Ethereum 2.0, спрямована на підвищення масштабованості та продуктивності мережі, а також позитивний і далекосяжний вплив на безпеку. У традиційній архітектурі Ethereum 1.0 усі вузли повинні обробляти та перевіряти кожну транзакцію, що не тільки обмежує обчислювальну потужність мережі, але й збільшує ризик атаки на окремі вузли. Технологія шардингу розділяє мережу Ethereum на кілька паралельних підмереж, які називаються шардами. Кожен шард може незалежно обробляти частину транзакцій і смарт-контрактів, забезпечуючи паралельну обробку транзакцій. Це означає, що пропускна здатність мережі значно збільшується, а швидкість обробки транзакцій значно прискорюється.

З точки зору безпеки технологія розсипання зменшує навантаження та тиск на окремі вузли, роблячи складним для зловмисників перешкоджати нормальній роботі всієї мережі, атакуючи один окремий вузол. Оскільки транзакції та дані розподілені по різних фрагментах, зловмисникам потрібно одночасно атакувати кілька фрагментів, щоб спричинити значні пошкодження мережі, що значно підвищує складність та вартість атаки. Наприклад, у мережі Ethereum, що складається з кількох фрагментів, якщо зловмисник хоче підробити запис транзакції, йому доведеться одночасно контролювати вузли на кількох фрагментах, що практично неможливо досягнути, оскільки кожен фрагмент має численні вузли, що беруть участь у верифікації, і вузли є незалежними один від одного, що ускладнює їх єдине керування.

Впровадження механізму Proof of Stake (PoS) є ще одним важливим аспектом підвищення безпеки в Ethereum 2.0. На відміну від традиційного механізму Proof of Work (PoW), механізм PoS вибирає валідаторів на основі таких факторів, як кількість монет Ether у стейкінгу та час зберігання. Валідатори отримують право перевіряти транзакції та створювати нові блоки, здійснюючи стейкінг певної кількості монет Ether. Цей механізм має значні переваги у підвищенні безпеки. По-перше, механізм PoS зменшує споживання енергії, оскільки він не вимагає великих хеш-обчислень, як механізм PoW, тим самим зменшуючи вплив на навколишнє середовище та знижуючи витрати на майнінг. Це дозволяє більшій кількості вузлів брати участь у мережі, посилюючи децентралізацію мережі. Вищий рівень децентралізації означає більш безпечну мережу, оскільки зловмисникам важко контролювати достатню кількість вузлів для здійснення атак.

По-друге, механізм PoS збільшує вартість недобросовісної діяльності атакувальників за допомогою механізмів стейкінгу та покарання. Під час механізму PoW атакувальники повинні лише інвестувати обчислювальні ресурси для спроби вторгнення в мережу, тоді як під час механізму PoS атакувальникам потрібно ставити велику кількість Ether. Якщо атаку виявлено, зі стейкнутого Ether буде знято, що змусить атакувальників ретельно розглянути ризики та винагороди перед проведенням атак. Наприклад, якщо атакувальник намагається здійснити атаку подвійного витрачання або змінити дані блокчейну, якщо це виявлено та підтверджено іншими валідаторами, їхній стейкнутий Ether буде конфіскований, що призведе до значних економічних втрат для атакувальника та ефективно запобіжить зловживанням у вигляді зловісних атак.

Крім того, Ethereum 2.0 також внесла покращення у безпецю в інших аспектах, наприклад, оптимізація смарт-контрактів. Нові функції значно підвищують ефективність виконання смарт-контрактів, дозволяючи їм обробляти більш складну бізнес-логіку. Також відбулося значне покращення у сфері безпеки, зменшуючи потенційні вразливості та ризики. Наприклад, шляхом вдосконалення моделі програмування та середовища виконання смарт-контрактів, посилення верифікації та перегляду коду контракту, зробивши смарт-контракти більш стійкими та надійними перед різними методами атак.

Висновок

Для інвесторів перед інвестуванням у проекти, пов'язані з Ethereum, важливо провести комплексне та глибоке дослідження та аналіз. Важливо повністю розуміти технічні принципи проекту, сценарії застосування, ринкові перспективи та потенційні ризики, а не покладатися виключно на рекламу проекту та ринковий хайп. Звертайте увагу на звіти про аудит безпеки проекту, щоб забезпечити, що смарт-контракти проекту пройшли ретельне перевірку професійними аудиторськими фірмами та не містять значних вразливостей безпеки. У той же час диверсифікуйте інвестиції, щоб уникнути концентрації всіх коштів у одному проекті Ethereum та зменшити інвестиційні ризики. Регулярно моніторте динаміку ринку Ethereum та розвиток проектів, вчасно коригуйте інвестиційні стратегії, щоб реагувати на зміни на ринку та потенційні ризики безпеки.